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時(shí)光總是匆匆而過，不知不覺5月份就快要結(jié)束了，在即將過去的5月里Nature雜志又有哪些亮點(diǎn)研究值得學(xué)習(xí)呢？小編對此進(jìn)行了整理，與大家一起學(xué)習(xí)。
【1】Nature：肝臟細(xì)胞如何轉(zhuǎn)化身份來進(jìn)行組織損傷修復(fù)？
doi：10.1038/s41586-018-0075-5
通過對一種名為阿拉吉?dú)W綜合癥（Alagille syndrome）的罕見肝臟疾病進(jìn)行研究，近日，來自加利福尼亞大學(xué)辛辛那提兒童醫(yī)院的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)了一種不尋常組織再生背后的分子機(jī)制，相關(guān)研究刊登于雜志Nature上，該研究或未來有望幫助減少器官yi植所需的費(fèi)用及器官無法獲取等問題。
研究者表示，當(dāng)疾病或損傷導(dǎo)致一種關(guān)鍵類型肝細(xì)胞的缺失時(shí)，器官就會(huì)指導(dǎo)另外一種類型的肝細(xì)胞來改變身份作為替代，這一研究發(fā)現(xiàn)是在老鼠機(jī)體中進(jìn)行的，未來其有望成為治療多種人類疾病的一種可行性手段。如果后續(xù)研究成功的話，醫(yī)學(xué)界很有可能會(huì)獲得另外一種修復(fù)組織損傷的方法，而這種方法并不需要通過操控培養(yǎng)皿中的干細(xì)胞來生長成為器官。
研究者Stacey Huppert說道，長期以來我們一直知道相比其它器官而言，肝臟更有能力進(jìn)行再生，而zui近我們又利用特殊工具對肝臟再生的能力進(jìn)行了深度研究；本文研究結(jié)果表明，肝細(xì)胞的形成和功能實(shí)際上具有更大的靈活性，其能夠提供大部分肝臟功能，這種靈活性就能為研究人員提供機(jī)會(huì)開發(fā)治療多種肝臟疾病的新型療法。
【2】Nature：沒有精子或卵細(xì)胞 科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室成功開發(fā)出小鼠的原型胚胎組織
doi：10.1038/s41586-018-0051-0
近日，一項(xiàng)刊登在雜志Nature上的研究報(bào)告中，來自荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員通過研究在實(shí)驗(yàn)室中利用干細(xì)胞開發(fā)出了一種胚胎樣的結(jié)構(gòu)，研究人員在研究中并未使用卵細(xì)胞或精子；文章中，研究人員對一組與胎盤相對應(yīng)的小鼠干細(xì)胞進(jìn)行研究，使其自組裝成為原型胚胎結(jié)構(gòu)（proto-embryos），當(dāng)其被植入到小鼠子宮內(nèi)時(shí)就能夠開始妊娠。
研究者Nicolas Rivron表示，目前該步驟無法制造出一種有活力的胚胎組織，但卻能幫助研究人員理解機(jī)體的生育力以及早期生命階段的產(chǎn)生過程；這項(xiàng)突破性的研究或能開啟關(guān)于早期懷孕的“黑匣子”；胚胎發(fā)育的zui早期階段是從人類頭發(fā)寬度大小開始的，隨后其會(huì)扎根到子宮內(nèi)，因此這就限制了科學(xué)家們進(jìn)行體內(nèi)研究，至少在人類機(jī)體中是如此的的。
這些早期的胚胎擁有所有能形成一個(gè)完整機(jī)體的細(xì)胞類型，研究者表示，相關(guān)研究結(jié)果或能幫助有效理解生命開始時(shí)的一些隱藏的過程，從而就能找到解決生育問題的方法，并且研究人員能在不實(shí)用實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物模型研究的基礎(chǔ)之下開發(fā)新型藥物。目前大約三分之二的體外受精治療都以失敗而告終，大部分都是在胚胎移植到子宮的過程中發(fā)生了失敗，然而科學(xué)家們并不清楚其中的原因。
【3】Nature：人類大腦研究引發(fā)的倫理爭議
doi：10.1038/d41586-018-04813-x
美國研究人員近期成功地讓斷頭的豬的腦細(xì)胞存活了36個(gè)小時(shí)，這引發(fā)了對這類前沿研究所涉及的倫理問題的擔(dān)憂。
麻省理工學(xué)院技術(shù)評論（MIT Technology Review）說，耶魯大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家Nenad Sestan領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)對來自屠宰場的100～200頭豬開展了實(shí)驗(yàn)。
今年3月下旬，Sestan在美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）組織的會(huì)議上介紹了這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：他的團(tuán)隊(duì)恢復(fù)了死豬的大腦中的血液供應(yīng)。
麻省理工學(xué)院技術(shù)評論說，這些研究人員表示他們已成功地通過一套泵系統(tǒng)給這些腦細(xì)胞運(yùn)送氧氣和維持在體溫下的血液。
由于這個(gè)被稱作BrainEx的系統(tǒng)，數(shù)百萬個(gè)腦細(xì)胞保持良好的健康狀態(tài)，并且能夠正常地發(fā)揮功能。
【4】Nature：重磅！構(gòu)建出將皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元的重編程配方
doi：10.1038/s41586-018-0103-5
大腦是非常復(fù)雜的，有數(shù)千種不同類型的細(xì)胞，而且每種細(xì)胞參與不同的疾病。理解和治療許多大腦疾病的問題在于我們不能可重復(fù)性地產(chǎn)生正確類型的腦細(xì)胞。
在一項(xiàng)新的研究中，美國斯克里普斯研究所的Kristin Baldwin教授及其團(tuán)隊(duì)想要知道簡化和擴(kuò)展讓利用皮膚細(xì)胞直接制造出神經(jīng)元的編碼工具盒（coding toolbox）是否是可能的。Baldwin實(shí)驗(yàn)室成員Rachel Tsunemoto博士在之前的一項(xiàng)研究中已提示著一次僅利用兩種轉(zhuǎn)錄因子產(chǎn)生特定類型的神經(jīng)元是可能的（Nature Neuroscience， 2015， doi：10.1038/nn.3887）。因此，她和其他的實(shí)驗(yàn)室成員設(shè)計(jì)和測試了大量的雙轉(zhuǎn)錄因子編碼以便觀察它們是否能夠?qū)⑵つw細(xì)胞轉(zhuǎn)化為具有神經(jīng)元基本核心特征（比如它們的形狀和電興奮性）的細(xì)胞。
盡管這些研究人員預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)現(xiàn)一些新的轉(zhuǎn)錄因子，或者可能根本就不會(huì)有所發(fā)現(xiàn)，但是他們的大規(guī)模篩選結(jié)果是極其令人吃驚的。在利用傳統(tǒng)的電記錄方法和新型高靈敏的測序方法測試的將近600種轉(zhuǎn)錄因子中，它們中的12％以上zui終將皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元---發(fā)現(xiàn)70多個(gè)新的配方或編碼可用于神經(jīng)元產(chǎn)生。相關(guān)研究結(jié)果于2018年5月9日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Diverse reprogramming codes for neuronal identity”。這些發(fā)現(xiàn)為在培養(yǎng)皿中在可重復(fù)的條件下研究自閉癥、精神分裂癥、成癮和阿爾茨海默病等常見的大腦疾病打開大門。
【5】Nature：什么？腸道細(xì)菌竟影響神經(jīng)系統(tǒng)疾??！
doi：10.1038/s41586-018-0119-x
一項(xiàng)新的研究揭示了腸道與大腦之間的關(guān)聯(lián)性，解開了允許生活在腸道中的微生物的副產(chǎn)物影響神經(jīng)退行性疾病進(jìn)展的復(fù)雜相互作用。來自美國布萊根婦女醫(yī)院（BWH）的研究人員一直利用動(dòng)物模型和來自患者的人細(xì)胞來找出參與腸道-大腦連接以及免疫細(xì)胞和腦細(xì)胞之間交談的關(guān)鍵參與者。他們確定了一個(gè)可能有助于指導(dǎo)多發(fā)性硬化癥和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療的通路。
論文通信作者、布萊根婦女醫(yī)院安-羅姆尼神經(jīng)系統(tǒng)疾病中心研究員Francisco Quintana博士說，“這些研究結(jié)果清楚地表明了腸道對大腦中的中樞神經(jīng)系統(tǒng)駐留細(xì)胞的影響。鑒于我們對其中的參與者有了一個(gè)想法，我們能夠開始去尋找它們以便開發(fā)出新的療法。”
這項(xiàng)新研究著重關(guān)注腸道細(xì)菌對兩種在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中起主要作用的細(xì)胞---小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞---的影響。小膠質(zhì)細(xì)胞是身體免疫系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，負(fù)責(zé)清除中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的斑塊、受損細(xì)胞和其他需要清除的物質(zhì)。但是小膠質(zhì)細(xì)胞也能夠?qū)⒄T導(dǎo)神經(jīng)毒性的化合物分泌到星形膠質(zhì)細(xì)胞表面上。這種損傷被認(rèn)為會(huì)導(dǎo)致許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病，包括多發(fā)性硬化癥。
【6】Nature：多種帕金森相關(guān)的大腦障礙或許源于相同α-突觸核蛋白的不同品系
doi：10.1038/s41586-018-0104-4
近日，一項(xiàng)刊登在雜志Nature上的研究報(bào)告中，來自賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，不同帕金森相關(guān)的腦部障礙（synucleionpathies）的主要特征或許都是細(xì)胞內(nèi)錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)；研究者發(fā)現(xiàn)，α-突觸核蛋白（α-syn）的病理學(xué)形式或是誘發(fā)多種疾病的罪魁禍?zhǔn)住?/p>
研究者Chao Peng博士說道，細(xì)胞類型對于不同α-突觸核蛋白變種的影響或許就能夠解決神經(jīng)退化疾病研究中zui重要的一個(gè)謎團(tuán)，如今研究人員并未在多種神經(jīng)變性腦部腦部疾病中描述細(xì)胞類型和多種疾病蛋白之間的關(guān)聯(lián)，然而到目前為止他們的希望就是，和多系統(tǒng)萎縮癥（MSA）相關(guān)的一種蛋白或許有望幫助開發(fā)神經(jīng)變性疾病的新型療法。
研究者表示，在患或不患癡呆癥的帕金森疾病、攜帶路易體（lewy小體，LBs）的癡呆癥以及大約50%的阿爾茲海默病患者中，α-突觸核蛋白都會(huì)在神經(jīng)元中積累，就好像軸突和樹突中的路易體和營養(yǎng)障礙性神經(jīng)突（lewy neurites）一樣；MSA是一種非常罕見的神經(jīng)變性疾病，其會(huì)對患者大腦和機(jī)體產(chǎn)生廣泛的影響，而α-突觸核蛋白的行為卻并不一樣，其主要會(huì)在少突神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞核外部積累形成神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含物（GCIs），少突神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞是一種重要的腦部結(jié)構(gòu)細(xì)胞，其對于髓磷脂的產(chǎn)生非常重要。
【7】Nature：好可怕！一種特殊的細(xì)菌蛋白就能讓果蠅*！
doi：10.1038/s41586-018-0086-2
近日，一項(xiàng)刊登在雜志Nature上的研究報(bào)告中，來自瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的科學(xué)家通過研究闡明了一種特殊的細(xì)菌蛋白殺死雄性果蠅的分子機(jī)制；在50年代，很多遺傳學(xué)家面臨著一個(gè)謎題，即當(dāng)兩種果蠅雜交時(shí)，zui后只會(huì)產(chǎn)生雌性果蠅，而并不是預(yù)期的1：1性別比，zui初科學(xué)家們認(rèn)為這背后或許隱藏著一種特殊的遺傳突變，但后來他們發(fā)現(xiàn)，誘發(fā)這種現(xiàn)象的原因或許是一種名為Spiroplasma poulsonii的特殊細(xì)菌。
螺原體屬細(xì)菌（Spiroplasma）是一種生存在果蠅機(jī)體血液中的內(nèi)共生菌，其能夠隨著雌性果蠅的卵母細(xì)胞傳遞到后代機(jī)體中，這種果蠅在很大程度上能夠隱藏在宿主體內(nèi)，同時(shí)還會(huì)誘導(dǎo)一種讓研究人員著迷的生殖控制過程，即對雄性胚胎具有特殊的殺傷力。雄性殺手細(xì)菌的存在乍一看令人費(fèi)解，但很多研究都表明，其會(huì)通過增加能將這種細(xì)菌傳遞給后代的雌性果蠅的感染頻率，來促進(jìn)這種內(nèi)共生菌在果蠅體內(nèi)長期的繁殖狀態(tài)。
具有雄性殺傷的特性并不局限于螺原體屬細(xì)菌，研究人員還在其它多種內(nèi)共生細(xì)菌中也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象，然而目前他們并未闡明隱藏在背后的特殊分子機(jī)制，zui初研究人員認(rèn)為螺原體屬細(xì)菌能產(chǎn)生一種名為androcidin的毒素蛋白，其能夠殺死雄性果蠅，但盡管他們嘗試了多次研究也并未發(fā)現(xiàn)殺滅雄性果蠅背后的殺手。
【8】Nature：新研究揭示帕金森疾病的動(dòng)態(tài)過程，指出藥物研發(fā)新方向
doi：10.1038/s41586-018-0090-6
傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，帕金森疾病中缺失多巴胺會(huì)阻礙運(yùn)動(dòng)，主要通過誘發(fā)基底核直接(dSPNs)或者非直接(iSPNs)通路中紋狀體棘突投射神經(jīng)元(striatal spiny projection neurons，SPNs)分別發(fā)生活動(dòng)減退或者過度活動(dòng)來完成。這種對立的不平衡可能會(huì)導(dǎo)致超動(dòng)力學(xué)異常（hyperkinetic abnormalities），例如使用多巴胺前體左旋多巴（L-DOPA）治療帕金森疾病造成的運(yùn)動(dòng)障礙。
在一項(xiàng)發(fā)表在《Nature》上的研究中，來自哈佛大學(xué)、斯坦福大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員在Michael D. Ehlers教授和Mark J. Schnitzer教授的帶領(lǐng)下對小鼠體內(nèi)運(yùn)行的數(shù)千個(gè)SPNs進(jìn)行了監(jiān)控，他們記錄了小鼠在清除多巴胺前后以及L-DOPA誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)障礙過程中SPNs的活動(dòng)。他們發(fā)現(xiàn)dSPNs和iSPNs摻雜在一起形成的團(tuán)簇會(huì)在運(yùn)動(dòng)之前一起被激活。清除多巴胺會(huì)使SPN活動(dòng)速度失去平衡，并擾亂編碼行動(dòng)的iSPN團(tuán)簇。
【9】Nature：在某些情形下，腸道細(xì)菌竟促進(jìn)白血病產(chǎn)生
doi：10.1038/s41586-018-0125-z
超過15％的60歲以上的人在造血干細(xì)胞中發(fā)生TET2（tet methylcytosine dioxygenase 2）突變。這些突變被稱為體細(xì)胞突變，這是因?yàn)樗鼈儾⒉皇沁z傳的，而是隨著年齡的增加偶然發(fā)生的。這些突變在細(xì)胞分裂過程中傳遞給突變細(xì)胞的后代，從而讓這些患者有患上血癌的風(fēng)險(xiǎn)。
發(fā)生TET2突變的造血干細(xì)胞相比于其他的造血干細(xì)胞具有競爭優(yōu)勢，因此它們開始增殖并使得產(chǎn)生白細(xì)胞的細(xì)胞所占的比例增加。這種情形被稱為不確定潛能的克隆性造血（clonal hematopoiesis of indeterminate potential， CHIP）。然而，導(dǎo)致從CHIP進(jìn)展為白血病前體狀態(tài)（即白血病前期骨髓增生）的觸發(fā)因素仍是未知的。
在一項(xiàng)新的研究中，來自美國芝加哥大學(xué)的研究人員從CHIP進(jìn)展為白血病前期骨髓增生依賴于來自擴(kuò)散到外周器官的腸道細(xì)菌（在正常情形下，它們存在于腸道中）的信號。他們研究了缺乏Tet2的小鼠，經(jīng)證實(shí)隨著年齡的增加，它們會(huì)患上白血病。然而，仍不清楚的是，為何僅這些小鼠中的一部分患上白血病。
【10】Nature：利用食用海藻操縱腸道細(xì)菌！
doi：10.1038/s41586-018-0092-4
腸道細(xì)菌依賴于我們吃的食物茁壯成長。反過來，它們提供必要的營養(yǎng)物讓我們保持健康、擊退病原體，甚至有助于指導(dǎo)我們的免疫反應(yīng)。
了解我們攝入的某些細(xì)菌菌株如何和為何能夠成功地在大腸中站穩(wěn)腳跟而其他的細(xì)菌菌株被快速地驅(qū)逐，可能有助于科學(xué)家們了解如何以增強(qiáng)我們的健康或協(xié)助抵抗疾病的方式操縱在那里存在的上千種細(xì)菌種類的組成。但腸道微生態(tài)的極度復(fù)雜性阻礙了這一任務(wù)。
作為一個(gè)新興領(lǐng)域，益生菌---活的大概是健康的細(xì)菌培養(yǎng)物，它們本身就存在于諸如酸奶之類的食物中，或者包含在非處方口服補(bǔ)充劑中---是公眾對腸道細(xì)菌重要性的認(rèn)識(shí)日益增加的一個(gè)例子。然而，即使不服用益生菌或喝酸奶，我們每個(gè)人都會(huì)不知不覺地在我們的一生當(dāng)中攝入低水平的腸道適應(yīng)性細(xì)菌。但是，不管來源如何，人們并不知道是什么導(dǎo)致一種菌株勝過另一種菌株。許多細(xì)菌很快通過我們的消化道而不會(huì)在我們的腸道中立足。（生物谷）
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